Эволюция й освіту всесвіту і галактики

МІНІСТЕРСТВО СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА И.

ПРОДОВОЛЬСТВА РОСІЙСЬКОЇ ФЕДЕРАЦИИ.

ДЕПАРТАМЕНТ ПО РЫБОЛОВСТВУ.

МУРМАНСЬКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ.

ТЕХНІЧНИЙ УНИВЕРСИТЕТ.

ФАКУЛЬТЕТ ЗАОЧНОГО.

СОЦІАЛЬНО-ЕКОНОМІЧНОГО ОБРАЗОВАНИЯ.

РЕФЕРАТ.

ПО КОНЦЕПЦІЯМ СОВРЕМЕННОГО.

ПРИРОДОЗНАВСТВА на тему «Вселенная».

Мурманск.

1. Запровадження. 3 2. Вивчення Всесвіту. 4 3. Еволюція Всесвіту. 6 3.1. Адронная ера. 6 3.2. Лептонная ера. 7 3.3. Фотонна ера чи ера випромінювання. 8 3.4. Зоряна ера. 8 4. Освіта Всесвіту. 9 4.1. Теорія «Великого Вибуху». 9 4.2. Антропный принцип. 10 5. Галактики і структура Всесвіту. 11 5.1. Класифікація галактик. 12 5.2. Структура Всесвіту. 17 6. Укладання. 20 7. Список літератури. 22.

1.

Введение

.

У одному з виступів А. Ейнштейн сказав (в 1929 р.): «Якщо говорити чесно, хочемо як дізнатися, як влаштована, … а й у можливості досягти мети утопічною й зухвалої на цей вид — зрозуміти, чому природа є саме такий… У цьому полягає прометеевский елемент наукового творчества».

Багато ранні традиції, Єврейська, Християнська і Ісламська релігії, вважали, що Всесвіт створилася досить недавно. Наприклад, єпископ Ушер обчислив дату вчетверо тисячі чотириста років на створення Всесвіту, додаючи вік людей Старому Заповіті. Фактично, дата біблійного створення негаразд далекою від дати кінця останнього льодовикового періоду, коли з’явився перший сучасний человек.

З іншого боку, декого, наприклад, грецький філософ Аристотель, Декарт, Ньютон, Галілей не визнавали ідею про те, що Всесвіт мала початок. Вони відчували, що могло бути. Але вони вирішили вірити у те, що Всесвіт, існувала, і мала існувати завжди, то є вічно і бесконечно.

Насправді, в 1781 філософ Іммануїл Кант написав незвичну і дуже неясну роботу «Критика Чистого Розуму». У ньому він навів однаково правильні докази, обидва для віри, що Всесвіт мала початок, що його не було. Як сказав назва роботи, висновки виникли просто на причини. Інакше кажучи, були взято у рахунок спостереження Всесвіт. Наприкінці кінців, в немінливої Всесвіту було що наблюдать?

Ніхто в сімнадцятих, восемнадцатых, девятнадцатых чи ранніх двадцятих століттях, не вважав, що Всесвіт могла розвиватися згодом. Ньютон і Ейнштейн обидва пропустили шанс передбачення, що Всесвіт міг би чи скорочуватися, чи розширюватися. Не можна справді ставити це проти Ньютона тому, що він жив двісті років перед відкриттям розширення Всесвіту. Але повинен знати це за. Коли він сформулював теорію відносності, щоб перевірити теорію Ньютона з його власної спеціальної теорією відносності, він додав так звану «космічну константу». Вона являла собою відштовхуючий гравітаційний ефект, який міг би балансувати ефект тяжіння матеріалу в Всесвіту. Отже, було можливе мати статичну модель Вселенной.

Ейнштейн пізніше сказав: «Космічна константа була найбільшої помилкою моєму житті». Це сталося після спостережень віддалених галактик Едвіном Хабблом в 1920 року і показало, що вони переміщаються далеке від нас, зі швидкостями, хто був приблизно пропорційними їх відстані від нас. Інакше кажучи, Всесвіт не статична, як раніше було винесено думати: вона розширюється. Відстань між галактиками зростає зі временем.

2. Вивчення Вселенной.

Великий німецький учений, філософ Іммануїл Кант (1724−1804) створив першу універсальну концепцію эволюционирующей Всесвіту, збагативши картину її рівній структури, і уявляв Всесвіт безкінечною в особливому сенсі. Він обгрунтував можливості значну можливість появи такий Всесвіту тільки під дією механічних сил притягування й відштовхування. Кант спробував з’ясувати подальшу долю цієї Всесвіту на всіх його масштабних рівнях, починаючи з планетної системи та закінчуючи світом туманности.

Ейнштейн зробив радикальну наукову революцію, запровадивши свою теорію відносності. Це було просто, як і геніальне. Йому вже довелося попередньо відкрити нові явища, встановити кількісні закономірності. Він лише дав принципово нове объяснение.

Ейнштейн розкрив глибший зміст встановлених залежностей, ефектів вже пов’язаних на певний фізико-математичну систему (як постулатів Пуанкаре). Замінивши у разі теорію абсолютність простору й часу ідей їх відносності «Пуанкаре», яку тепер не пов’язували із тим абсолютного у просторі, абсолютної системи відліку. Такий переворот знімав основне протиріччя, создававшее кризової ситуації, в теоретичному осмисленні дії. Понад те, відкрився шлях до подальшого проникнення властивості і закони навколишнього світу, настільки глибоко, що сама Ейнштейн не відразу усвідомив ступінь революційності своєї идеи.

У статті від 30.06.1905 р., заклала основи спеціальної теорії відносності, Ейнштейн, узагальнюючи принципи відносності Галілея, проголосив рівноправність всіх інерціальних систем відліку у механічних явищах, але й електромагнітних явлений.

Спеціальна чи приватна теорія відносності Ейнштейна стала результатом узагальнення механіки Галілея і електродинаміки Максвелла Лоренца. Вона описує закони всіх фізичних процесів при швидкості близьких до швидкості света.

Вперше принципово нові космологічні слідства загальної теорії відносності розкрив видатний математик і фізик — теоретик Олександр Фрідман (1888−1925 рр.). Виступивши в 1922;24 рр. він розкритикував висновки Ейнштейна у тому, що Всесвіт кінцева і має форму четырехмерного циліндра. Ейнштейн дійшов висновку, виходячи з того про стаціонарності Всесвіту, але Фрідман показав необгрунтованість його вихідного постулата.

Фрідман навів дві моделі Всесвіту. Невдовзі ці моделі знайшли дивовижно точне підтвердження у безпосередніх спостереженнях рухів далеких галактик в ефект «червоного усунення» у тому спектрах.

Цим Фрідман довів, що речовина у Всесвіті неспроможна перебувати у спокої. Своїми узагальненнями Фрідман теоретично сприяв відкриттю необхідності глобальної еволюції Вселенной.

Є кілька теорії еволюції. Теорія пульсуючої Всесвіту стверджує, що світ стався внаслідок гігантського вибуху. Але розширення Всесвіту нічого очікувати тривати вічно, т.к. його зупинить гравитация.

З цієї теорії наш Всесвіт розширюється протягом 18 млрд. років від часу вибуху. У найближчому майбутньому розширення повністю сповільниться, і буде зупинка. Ну, а потім Всесвіт почне стискатися до того часу, поки речовина знову стиснеться і буде новий взрыв.

Теорія стаціонарного вибуху: відповідно до неї Всесвіт немає ні початку, ні кінця. Вона весь час досі у тому ж стані. Постійно йде створення нової виру, щоб відшкодувати речовина удаляющимися галактиками. Ось через це Всесвіт завжди однакова, якщо Всесвіт, започаткована ще поклав вибух, розширюватиметься до нескінченності, вона поступово остудиться і зовсім угаснет.

Але ні одне з цих теорій не доведено, т.к. нині не існує яких точних доказів хоча б одній з них.

3. Еволюція Вселенной.

Процес еволюції Всесвіту відбувається дуже повільно. Адже Всесвіт в багато разів старше астрономії і взагалі людської культури. Зародження і еволюція життя землі є лише незначним ланкою в еволюції Всесвіту. І усе ж таки дослідження, проведені у нашому столітті, відкрили завісу, закриває ми далеке прошлое.

Сучасні астрономічні спостереження свідчать, що початком Всесвіту, приблизно десять мільярдів років як розв’язано, був гігантський вогненний кулю, розпечений і щільний. Його склад дуже проста. Цей вогненний кулю був такий розпечений, що перебував лише з вільних елементарних частинок, які стрімко рухалися, зіштовхуючись друг з другом.

На початковому етапі знають розширення Всесвіту з фотонів народжувалися частинки й античастинки. Цей процес відбувається постійно слабшав, що призвело до вимиранню частинок і складу. Оскільки анігіляція може статися за будь-якої температурі, постійно здійснюється процес частка + античастка? 2 гамма-фотона за умови дотику речовини з антиречовиною. Процес матеріалізації гамма-фотон? частка + античастка міг протікати лише за досить високої температурі. Згідно з тим, як матеріалізація в результаті понижающейся температури розпеченого речовини призупинилася, еволюцію Всесвіту прийнято розділяти чотирма ери: адронную, лептонную, фотонну і звездную.

3.1. Адронная эра.

При дуже високих температур і щільність від початку існування Всесвіту матерія складалася з елементарних частинок. Речовина на етапі полягала, передусім, з адронов, і тому рання ера еволюції Всесвіту називається адронной, як і раніше, що на той час існували і лептоны.

Через мільйонну частку секунди з народження Всесвіту, температура T впала на 10 більйонів Кельвинов (1013K). Середня кінетична енергія частинок kT і фотонів h? становить близько мільярда ев (103 Мев), що відповідає енергії спокою баріонів. У перший мільйонну частку секунди еволюції Всесвіту відбувалася матеріалізація всіх баріонів необмежено, як і, як і анігіляція. Але з спливанні цього часу матеріалізація баріонів припинилася, бо за температурі нижчій за 1013K фотони не мали вже достатньої енергією на її здійснення. Процес анігіляції баріонів і антибарионов тривав до того часу, поки тиск випромінювання не відокремило речовина від антиречовини. Нестабільні гипероны (найважчі з баріонів) у процесі самовільного розпаду перетворилися на найлегші з баріонів (протони і нейтрони). Так у Всесвіті зникла найбільша група баріонів — гипероны. Нейтрони могли далі розпадатися в протони, які далі не розпадалися, інакше порушився закон збереження барионного заряду. Розпад гиперонов відбувався на етапі з 10−6 до 10−4 секунды.

На момент, коли вік Всесвіту досяг однієї десятитисячної секунди (10−4с.), температура її знизилася до 1012K, а енергія частинок і фотонів представляла лише 100 Мев. Її було вистачало вже до виникнення найлегших адронов — півоній. Півонії, ті, розпадалися, а нові не могли виникнути. Це означає, що до того моменту, коли вік Всесвіту досяг 10−4 з., у ній зникли будь-які мезони. У цьому і закінчується адронная ера, оскільки півонії не є лише найбільш легкими мезонами, а й легенькими адронами. Ніколи після цього сильне взаємодія (ядерна сила) не проявлялася під Всесвіту такою мірою, як і адронную еру, яке тривало лише одну десятитисячний частку секунды.

3.2. Лептонная эра.

Коли енергія частинок і фотонів знизилася не більше від 100 Мев до 1 Мев, в речовині було багато лептонів. Температура була досить високої, щоб забезпечити інтенсивне виникнення електронів, позитронів і нейтрино. Барионы (протони і нейтрони), котрі пережили адронную еру, стали по порівнянню з лептонами і фотонами зустрічатися набагато реже.

Лептонная ера починається з розпаду останніх адронов — півоній — в мюоны і мюонне нейтрино, а закінчується за кілька секунд при температурі 1010K, коли енергія фотонів зменшилася до 1 Мев і матеріалізація електронів і позитронів припинилася. Під час цього етапу починається незалежне існування електронного і мюонного нейтрино, які ми називаємо «реліктовими». Все простір Всесвіту наповнилося величезною кількістю реліктових електронних і мюонных нейтрино. Виникає нейтринне море.

3.3. Фотонна ера чи ера излучения.

На зміну лептонной ери прийшла ера випромінювання, щойно температура Всесвіту знизилася до 1010K, а енергія гама фотонів досягла 1 Мев, відбулася анігіляція електронів і позитронів. Нові электроннопозитронні пари було неможливо виникати внаслідок матеріалізації, оскільки фотони не мали достатньої енергією. Але анігіляція електронів і позитронів тривала далі, поки тиск випромінювання не повністю відокремило речовина від антиречовини. З часу адронной і лептонной ери Всесвіт була заповнена фотонами. Наприкінці лептонной ери фотонів був у два мільярда разів більше, ніж протонів і електронів. Найважливішою складовою Всесвіту після лептонной ери стають фотони, причому як по кількості, а й у энергии.

Щоб можна було порівнювати роль частинок і фотонів у Всесвіту, було запроваджено величина щільності енергії. Це кількість енергії один см3, точніше, середня кількість (з передумови, що речовина у Всесвіту розподілено рівномірно). Якщо скласти докупи енергію h? всіх фотонів, присутніх один см3, ми одержимо щільність енергії випромінювання Er. Сума енергії спокою всіх частинок один см3 є середньої енергією речовини Em у Вселенной.

У результаті розширення Всесвіту знижувалася щільність енергії фотонів і частинок. Зі збільшенням відстані у Всесвіті вдвічі, обсяг зріс у вісім разів. Інакше кажучи, щільність частинок і фотонів знизилася увосьмеро. Але фотони у процесі розширення поводяться інакше, ніж частки. Тоді як енергія спокою під час розширення Всесвіту не змінюється, енергія фотонів у результаті розширення зменшується. Фотони знижують свою частоту коливання, як «втомлюються» згодом. У результаті щільність енергії фотонів (Er) падає швидше, ніж щільність енергії частинок (Em). Переважна більшість у Всесвіті фотонної складовою над складовою частинок (є у вигляді щільність енергії) протягом ери випромінювання зменшувалася до тих пір, доки зникло повністю. На той час обидві складові прийшли о рівновагу, тобто (Er=Em). Закінчується ера випромінювання та водночас період «Великого Вибуху». Так виглядала Всесвіт у віці приблизно 300 000 років. Відстані у період був у тисячу разів коротше, ніж у справжнє время.

3.4. Зоряна эра.

Після «Великого Вибуху» настала тривала ера речовини, епоха переважання частинок. Ми називаємо її зоряної ерою. Вона триває зі часу завершення «Великого Вибуху» (приблизно 300 000 років) до відома наших днів. У порівняні з періодом «Великого Вибуху» її розвиток представляється начебто уповільненим. Це іде за рахунок причини низької густини і температури. Отже, еволюцію Всесвіту можна порівняти з феєрверком, який закінчився. Залишилися палаючі іскри, попіл і дим. Ми стоїмо на остиглому попелі, вдивляємося в старіючі зірки й згадуємо вроду й блиск Всесвіту. Вибух суперновітньої чи гігантський вибух галактики — незначні явища тоді як великим взрывом.

4. Освіта Вселенной.

4.1. Теорія «Великого взрыва».

«Великий вибух» тривав порівняно недовго, лише одну тридцатитысячную нинішнього віку Всесвіту. Попри стислість терміну, це усе ж таки була славна ера Всесвіту. Ніколи після цього еволюція Всесвіту була настільки стрімка, як у самому її початку, під час «Великого Вибуху». Усі події у Всесвіті у період стосувалися вільних елементарних частинок, їх перетворень, народження, розпаду, анігіляції. Не слід забувати, що у настільки короткий час (лише лічені секунди) з багатого розмаїття видів елементарних частинок зникли майже всі: одні шляхом анігіляції (перетворення на гамма-фотоны), інші шляхом розпаду на самі легкі барионы (протони) і найлегші заряджені лептони (электроны).

У час, який було названо «Великим вибухом», щільність Всесвіту дорівнювала 1000 000 г/м3, а температура дорівнювала 1032 ступеня градусів До. Ця деталь було названо точкою сингулярності, тобто було точка, було початок, виникло безлічі, абсолютне простір і всі закони, яким зараз підпорядковується Вселенная.

Якщо з фактів, то теорія «Великого Вибуху» видається дуже переконливою, але адже ми досі не знаємо, що було перед ним, це напускає трохи туману до цієї проблеми. Та все ж наука просунулася набагато далі, ніж було раніше й як будь-яка революційна теорія, теорія «Великого Вибуху» дає хороший поштовх розвитку наукової мысли.

4.2. Антропный принцип.

Антропный (людський) принцип першим сформулював в 1960 року Иглис Г.І., але є хіба що неофіційним його автором. А офіційним автором був учений на прізвище Картер.

Антропный принцип свідчить, що спочатку Всесвіту був план світобудови, вінцем цього плану є виникнення життя, а вінцем життя — людина. Антропный принцип дуже добре входить у релігійну концепцію програмування жизни.

Антропный принцип стверджує, що Всесвіт така, якою вона є оскільки є спостерігач або він має з’явитися певному етапі розвитку. Як доказ творці цієї теорії наводять дуже цікаві факти. Це критичність фундаментальних констант і збіг великих чисел.

Розглянемо перший факт.

Фундаментальними константами називаються: швидкість світла — З; стала Планка — h; заряд електрона — e; маса електрона — me; маса протона — mp; маса нейтрона — mn; середня щільність у Всесвіті; гравітаційна стала; электромагнитная постоянная.

За таких констант, знайшли їх взаємозв'язок: між масою протона, електрона і нейтрона: mp — mn > me; me = 5,5×10 г/моль; mp-mn = 13,4×10 г/моль. і навіть критичність значень щільності у Всесвіті: q = 10 г/см якщо q > 10, то Всесвіт пульсуюча якщо q < 10, то у Всесвіті буде відсутні тяготение.

Тепер на збіг великих чисел (фундаментальних констант): rвселенной/re = 10; (/re = 10; qe/qвселенной = 10;

(- вік освіти Вселенной.

Вік освіти Всесвіту був запрограмований в останній момент «Великого вибуху» й як 15−20 млрд. лет.

Як бачимо з усього вище викладеного, сам собою факт зв’язку фундаментальних констант незаперечний. Вони цілком взаємозв'язані й їх найменшу зміну призведе до повного хаосу. Те, що таку очевидну збіг і навіть можна сказати закономірність існує, дає цієї, безумовно цікавою теорії шанси життя. Хоча наука і визнає її, та у з тієї невизначеністю і протиріччям, що існує у самій науці, цю теорію не можна списувати зі счетов.

Протягом десяти мільярдів років по його «Великого Вибуху» найпростіше безформне речовина поступово перетворюватися на атоми, молекули, кристали, породи, планети. Народжувалися зірки, системи, які з величезного кількості елементарних часток отримують за дуже простий організацією. На деяких планетах могли виникнути форми жизни.

5. Галактики і структура Вселенной.

Галактики стали предметом космогонічних досліджень з 20-х ХХ століття, коли було надійно встановлено їх справжня природа. І виявилося, що це туманності, тобто. не хмари газу та пилу, які перебувають неподалік нас, а величезні зоряні світи, що лежать на великих відстанях ми. Відкриття і дослідження у сфері космології прояснили за останні десятиліття багато речей, стосовно передісторії галактик і зірок, фізичного стану розрідженого речовини, із якого вони у дуже давні часи. У основі всім сучасним космології лежить одна фундаментальна ідея — що сягала Ньютону ідея гравітаційної нестійкості. Речовина неспроможна залишатися однорідний розсіяним в просторі, бо взаємне тяжіння всіх частинок речовини прагне створити у ньому згущення тих чи інших масштабів та мас. У ранній Всесвіту гравітаційна нестійкість посилювала спочатку дуже слабкі нерегулярності у розподілі і рух речовини й у певну епоху призвела до сильних неоднородностей: «млинців» — протоскоплений. Кордонами цих верств ущільнення служили ударні хвилі, на фронтах яких спочатку не обертальне, безвихревое рух речовини набувало завихренность. Розпад верств деякі згущення теж відбувався, повидимому, через гравітаційної нестійкості, і це дасть початок протогалактикам. Чимало їх ми виявлялися швидко обертовими завдяки завихренному стану речовини, із якого вони формувалися. Фрагментація протогалактических хмар внаслідок їх гравітаційної нестійкості призводила до виникненню перших зірок, і хмари перетворювалися на зоряні системи — галактики. Ті, які мали швидким обертанням, набували від цього двухкомпонентную структуру — у яких формувалися гало більш-менш сферичної форми і диск, у якому виникали спіральні рукави, що й досі триває народження зірок. Протогалактики, які мають обертання було повільніше чи взагалі не було, перетворювалися на еліптичні чи неправильні галактики. Паралельно процесом відбувалося формування великомасштабної структури Всесвіту — виникали сверхскопления галактик, які, з'єднуючись своїми краями, утворювали подобу осередків чи бджолиних сотень; їх удалося розпізнати в останні годы.

5.1. Класифікація галактик.

Зовнішній вид галактик надзвичайно різноманітний, і з них дуже мальовничі. Едвін Пауелла Хаббл (1889−1953), видатний американський астроном — спостерігач, обрав найпростіший метод класифікації галактик по зовнішнім виглядом. І треба сказати, хоча згодом іншими видатними дослідниками було внесено розумні припущення щодо класифікації, початкова система, виведена Хабблом, як і залишається основою класифікації галактик.

У 20−30 рр. ХХ століття Хаббл розробив основи структурної класифікації галактик — гігантських зоряних систем, за якою розрізняють три класу галактик:

1) Спіральні галактики «spiral» — характерні двома порівняно яскравими гілками, розташованими спіраллю. Гілки виходять або з яскравого ядра (позначаються — P. S), або з кінців світлої перемички, котрий перетинає ядро (позначаються — SB).

Спіральні галактики є, то, можливо, навіть найбільш живописними об'єктами у Всесвіті. У еліптичних галактик зовнішній вигляд говорить про статичності, стаціонарності. Спіральні галактики навпаки є приклад динаміки форми. Їх гарні галузі, що виходять із центрального ядра і хіба що втрачаючи обриси поза галактики, свідчить про потужне стрімке рух. Вражає також розмаїття форм і малюнків гілок. Зазвичай, у галактики є дві спіральні галузі, що походять в протилежних точках ядра, що розвиваються подібним симетричним способом мислення й губляться в протилежних областях периферії, галактики. Проте відомі приклади більшого, як двох числа спіральних гілок в галактиці. За інших випадках спіралі дві, але де вони нерівні - одна значно більше розвинена, ніж друга. У спіральних галактиках поглинаюча світло пилове речовина є у більшій кількості. Воно становить від кількох основних тисячних до сотою часткою повної їх маси. У результаті концентрації пилового речовини до екваторіальній площині, воно утворює темну смугу у галактик, повернених до нас руба і мають вид веретена.

За рівнем клочковатости гілок спіральні галактики поділяються на підтипи A, B, З. Перші їх — галузі аморфні, в тих — кілька клочковаты, третіх — дуже клочковаты, а ядро завжди неяскраво і мало.

Представник — галактика М82 в сузір'ї Б. Медведицы, немає чітких обрисів, і складається переважно з гарячих блакитних зірок і розігрітих ними газових хмар. М82 перебуває ми з відривом 6.5 мільйонів світлових років. Можливо, близько мільйони тому в центральної її частки стався потужний вибух, у результаті якого вона придбала сьогоднішню форму.

Спіральна галактика М51 в сузір'ї Хортів Псів — один із найбільш дивних спіральних зоряних систем. До них становить близько 8 мільйонів світлових років. Потовщення на кінці спіральної галузі - це самостійна неправильна галактика. Окремі яскраві зірки перебувають у нашої галактике.

2) Еліптичні галактики «elliptical» (позначаються — Є) — мають форму эллипсоидов.

Еліптичні галактики зовні невиразні. Вона має вид гладких еліпсів чи кіл із круговим зменшенням яскравості від центру до периферії. Ні які додаткові частин вони мають, оскільки Еліптичні галактики складаються із зірок другого типу населення. Вони побудовано із зірок червоних, і жовтих гігантів, червоних, і жовтих карликів і певної кількості білих зірок невідь що високої світлості. Відсутні біло-блакитні надгіганти і гіганти, угруповання яких можна поспостерігати на вигляді яскравих згустків, які надають структурність системі, немає пилової матерії, яка, у його галактиках, де є, створює темні смуги, оттеняющие форму зоряної системи. Обертання виявлено тільки в найбільш стиснутих їх. Космічної пилу у яких, зазвичай, немає, чим різняться від неправильних і особливо спіральних галактик, у яких поглинаюча світло пилове речовина є у велику кількість. Зовні еліптичні галактики відрізняються одна від друга переважно однієї рисою — більшим чи меншим сжатием.

Представник — кільцева туманність в сузір'ї Ліри перебуває в відстані 2100 світлових років ми і складається з світного газу, навколишнього центральну зірку. Ця оболонка утворилася, коли постаріла зірка скинула газові покрови, і вони поринули у простір. Зірка зжалася і перейшов у стан білого карлика, щодо маси порівнянного з нашим сонцем, а, по розміру з Землей.

3) Іррегулярні (неправильні) «irregular» (позначаються — I) — які мають неправильними формами.

Перелічені досі типи галактик характеризувалися симметричностью форм певним характером малюнка. Але трапляються велика кількість галактик неправильної форми. Без будь-якої закономірності структурного строения.

Неправильна форма у галактики то, можливо, через те, що вона встигла прийняти правильної форми через малої щільності у ній матерії або зза молодого віку. Є й інша можливість: галактика може бути неправильної внаслідок спотворення форми внаслідок взаємодії з інший галактикою. Очевидно, ці обидва випадку зустрічаються серед неправильних галактик, і може бути з цим пов’язане поділ неправильних галактик на 2 подтипа.

Підтип II характеризується порівняно високої поверхнею, яскравістю і складністю неправильної структури. Французький астроном Вакулер в деяких галактиках цього підтипу, наприклад, Магеллановых хмарах, виявив ознаки спіральної зруйнованої структуры.

Неправильні галактики іншого підтипу обозначаемого III, відрізняються дуже низької поверхнею і яскравістю. Ця риса виділяє їх із середовища галактик від інших типів. У той самий час вона перешкоджає виявлення цих галактик, унаслідок чого пощастило виявити лише кілька галактик підтипу III розташованих порівняно близько (галактика в сузір'ї Льва).

Представники — Велике Магелланову Хмару перебуває в відстані 165 000 світлових років отже, є найближчій до нас галактикою порівняно невеликого розміру, а з нею розташована галактика менше — Мале Магелланову Хмару. Обидві вони — супутники нашої галактики.

Наступні спостереження показали, що описана класифікація недостатня, щоб систематизувати усе різноманіття форм і властивостей галактик. То існували виявлено галактики, які у певному сенсі проміжне становище між спіральними і еліптичними галактиками (позначаються — So). Ці галактики справляють величезний центральне згущення і навколишній плаский диск, але спіральні галузі відсутні. У 60-ті роки сучасності було відкрито численні пальцеобразные і дисковидные галактики з усіма градаціями достатку гарячих зірок і пыли.

Ще 30-х роках ХІХ століття вони були відкриті еліптичні карликові галактики в сузір'ях Печі і Скульптора з дуже низькою поверхневою яскравістю, настільки малої, що це, одні з наших найближчих до нас, галактик навіть у центральній своєї частини ніяк не видно і натомість неба.

З іншого боку, на початку 1960;х років сучасності було відкрито безліч далеких компактних галактик, у тому числі найбільш далекі зі свого виду не від зірок навіть у найсильніші телескопи. Від зірок вони різняться спектром, у якому видно яскраві лінії випромінювання із величезними червоними зміщеннями, відповідними таким великим відстаней, у яких навіть найяскравіші одиночні зірки неможливо знайти видно. На відміну від далеких галактик, які, через поєднання істинного розподілу енергії у тому спектрі і червоного усунення виглядають червонуватими, найбільш компактні галактики (яких називають також квазозвездными галактиками) мають блакитнуватий колір. Зазвичай, ці об'єкти у в сотні разів яскравіше звичайних сверхгигантских галактик, але є і слабые.

В багатьох галактик виявлено радіовипромінювання нетепловой природи, виникає, відповідно до теорії російського астронома І.С. Шкловського, при гальмуванні у магнітному полі електронів і більше важких заряджених частинок, рухомих зі швидкостями, близькими до швидкості світла (зване синхотронное випромінювання). Такі швидкості частки одержують у результаті грандіозних вибухів всередині галактик.

Великий інтерес викликають звані галактики Сейферта. У спектрах їх на невеликих ядер є багато дуже широкі яскравих смуг, які свідчать про потужних викидах газу з їхньої центру зі швидкостями, сягаючими кілька тисяч км/сек. У деяких галактиках Сейферта виявлено дуже слабке нетепловое радіовипромінювання. Ймовірно, як і оптичне випромінювання таких ядер, як й у квазарах, зумовлено не зірками, і навіть має нетепловую природу. Можливо, що потужне нетепловое радіовипромінювання — тимчасовий етап у розвитку квазозвездных галактик.

Не пояснити ще також причини освіти про взаємодіючих галактик, виявлених у 1957;58 роках радянським астрономом Б.А. Воронцовым-Вильяминовым. Це пари чи тісні групи галактик, де чи кілька членів мають явні спотворення форми, придатки; вони занурені у єдиний світний туман. Спостерігаються такі тонкі перемички, що з'єднують пару галактик, і «хвости », спрямовані проти від сусідньої галактики, хіба що отталкиваемые нею. Перемички іноді бувають подвійними, що свідчать, що спотворення форм взаємодіючих галактик неможливо знайти пояснити приливними явищами. Часто велика галактика одній з своїх гілок, іноді деформованої, з'єднується зі супутником. Всі ці деталі, подібно самим галактикам, складаються із зірок і іноді дифузійної материи.

Компактні далекі галактики, які мають потужним нетепловым радиоизлучением, називаються N-галактиками.

Зіркоподібні джерела з такою радиоизлучением, називаються квазарами (квазозвездными радиоисточниками), а галактики, які мають потужним радиоизлучением і мають помітні кутові розміри, — радиогалактиками. Усі ці об'єкти надзвичайно далекі ми, що утруднює їхню вивчення. Радіогалактики, мають особливо потужне нетепловое радіовипромінювання, мають переважно еліптичної формою, трапляються й дещо спиральные.

Близькі до нас радіогалактики вивчені повніше, зокрема методами оптичної астрономії. У декого з тих виявлено поки що не розгадані остаточно особливості. Так було в еліптичної галактиці Центи A виявлено надзвичайно потужна темна смуга вздовж її діаметра. Ще один радиогалактика і двох еліптичних галактик, близьких друг до друга і з'єднаних перемичкою, що з звезд.

Під час вивчення неправильної галактики М82 в сузір'ї Великої Ведмедиці американські астрономи А. Сандж і Ц. Линдс в 1963 року дійшли висновку, що її центрі близько 1,5 мільйонів років тому вони стався грандіозний вибух, у результаті якого в різні боки зі швидкістю близько 1000 км/с були викинуті струменя гарячого водорода.

Опір міжзоряному середовища завадило поширенню струменів газу екваторіальній площині, і вони потекли переважно у двох противоположенных напрямах вздовж осі обертання галактики. Цей вибух, повидимому, породив і безліч електронів зі швидкостями, близькими до швидкості світла, що були причиною нетеплового радиоизлучения.

Задовго до виявлення вибуху М82 до пояснень інших численних фактів радянський астроном В. А. Амбарцумян висунув гіпотезу про можливість вибухів в ядрах галактик. На його думку, таку речовину і нині у центрі деяких галактик, і може ділитися на частини при вибухи, супроводжуваних сильним радиоизлучением.

Отже, радіогалактики — це галактики, які мають ядра перебувають у процесі розпаду. Викинуті щільні частини, продовжують дробитися, можливо, утворюють нові галактики — сестри, чи супутники галактик меншою маси. У цьому швидкості розльоту осколків можуть досягати величезних значень. Дослідження засвідчили, що чимало групи і навіть скупчення галактик розпадаються: їх члени необмежено видаляються, друг від одну немов коли вони всі були породжені взрывом.

5.2. Структура Вселенной.

З виникненням атомів водню починається зоряна ера — ера частинок, точніше, ера протонів і электронов.

Всесвіт входить у зоряну еру у вигляді водневого газу з великою кількістю світлових і ультрафіолетових фотонів. Водневий газ розширювався у різних частинах Всесвіту з різну швидкість. Неоднаковою було також і його щільність. Він утворював величезні згустки, в багато мільйонів світлових років. Маса таких космічних водневих згустків був у сотні тисяч, або навіть мільйони разів більше, ніж маса нашого нинішнього Галактики. Розширення газу всередині згустків йшло повільніше, ніж розширення розрідженого водню між самими згущеннями. Пізніше із окремих ділянок з допомогою власного тяжіння утворилися сверхгалактики і скупчення галактик. Отже, найбільші структурні одиниці Всесвіту — сверхгалактики — є результатом нерівномірний розподіл водню, яке відбувалося на ранніх етапах історії Вселенной.

Колосальні водневі згущення — зародки сверхгалактик і скупчень галактик — повільно оберталися. Усередині їх утворювалися вихори, схожі на вири. Їх діаметр сягав приблизно сто тисяч світлових років. Ми називаємо ці системи протогалактиками, тобто. зародками галактик. Незважаючи за свої неймовірні розміри, вихори протогалактик були лише незначною частиною сверхгалактик і з розміру не перевищували одну тисячну сверхгалактики. Сила гравітації утворювала з цих вихорів системи зірок, які ми називаємо галактиками. Деякі з галактик досі нагадують нам гігантське завихрение.

Астрономічні дослідження свідчать, що швидкість обертання завихрення визначила форму галактики, яка від цього вихору. Висловлюючись науковою мовою, швидкість осьового обертання визначає тип майбутньої галактики. З повільно обертових вихорів виникли еліптичні галактики, тоді що з швидко обертових народилися сплющені спіральні галактики.

Щільність розподілу зірок у просторі зростає зі наближенням екваторіальній площині спіральних галактик. Ця площину є площиною симетрії системи, більшість зірок при своєму обертанні навколо центру галактики залишається поблизу неї; періоди звернення становлять 107 — 109 років. У цьому внутрішні частини обертаються як тверде тіло, але в периферії кутова і лінійна за швидкістю обороту убувають з видаленням від центру. Однак у окремих випадках яка була всередині ядра ще менше ядерце («керн») обертається найшвидше. Аналогічно обертаються і неправильні галактики, котрі є пласкими зоряними системами.

Зірки у Всесвіті об'єднують у гігантські Зоряні системи, звані галактиками. Зоряна система, у якої, як звичайна зірка перебуває наше Сонце, називається Галактикой.

Кількість зірок в галактиці порядку 1012 (трильйона). Чумацький Шлях, світла срібляста смуга зірок оперізує все небо, становлячи основну частина нашої Галактики. Чумацький Шлях найбільш яскравий в сузір'ї Стрільця, де перебувають найпотужніші хмари зірок. Найменш яскравий він у протилежної частини неба. На цьому неважко вивести висновок, що сонячна система має не перебуває у центрі Галактики, що від нас видно у бік сузір'я Стрільця. Що далі від площині Чумацького Шляху, тим менше там слабких зірок і тих менш у далекому цих напрямах тягнеться зоряна система. У загальному, наша Галактика займає простір, нагадує лінзу чи сочевицю, коли дивитися її у збоку. Розміри Галактики накреслив по розташуванню зірок, очевидним великих відстанях. Це цефиды і гарячі гіганти. Діаметр Галактики приблизно дорівнює 3000 пк (Парсек (пк) — відстань, з яким велика полуось земної орбіти, перпендикулярна променю зору, видно під кутом 1″.1 Парсек = 3,26 світлового року = 206 265 а.є. = 3*1013 км.) чи 100 000 світлових років (світловий рік — відстань пройдене світлом протягом року), але чіткої кордону вона не має, оскільки зоряна щільність поступово сходить на нет.

У центрі галактики розміщено ядро діаметром 1000−2000 пк — гігантське ущільнене скупчення зірок. Вона знаходиться ми з відривом майже 10 000 пк (30 000 світлових років) у бік сузір'я Стрільця, але майже повністю приховано щільною завісою хмар, що перешкоджає візуальним і звичайним фотографічним спостереженням цього найцікавішого об'єкта Галактики. До складу ядра входить багато червоних гігантів і короткоперіодичних цефид.

Зірки верхню частину головною послідовності, і особливо надгіганти і класичні цефиды, становлять молоді населення. Воно розташовується далі від центру і утворить порівняно тонкий шар чи диск. Серед зірок цього диска перебуває пилова матерія і хмари газу. Субкарлики і гіганти утворюють навколо ядра і диска Галактики сферичну систему.

Маса нашої галактики оцінюється зараз у різний спосіб, дорівнює 2*1011 мас Сонця (маса Сонця дорівнює 2*1030 кг.) причому 1/1000 її криється у міжзоряному газі і пилу. Маса Галактики в Андромеді майже така сама, а маса Галактики в Трикутнику становить 20 разів менша. Поперечник нашої галактики становить 100 000 світлових років. Шляхом копіткої роботи астроном В. В. Кукарин в 1944 р. знайшов свідчення про спіральну структуру галактики, причому виявилося, що ми живемо між двома спіральними гілками, бідному звездами.

У певних місцях на небі в телескоп, а де-не-де навіть неозброєним оком можна розрізнити тісні групи зірок, пов’язані взаємним тяжінням, чи зоряні скопления.

Існує дві виду зоряних скупчень: розсіяні і шаровые.

Розсіяні скупчення складаються зазвичай з десятків чи сотень зірок головною послідовності і сверхгигантов зі слабкою концентрацією до центру.

Кульові ж скупчення складаються зазвичай з десятків чи сотень зірок головною послідовності і червоних гігантів. Іноді вони містять короткопериодические цефеиды. Розмір розсіяних скупчень — кілька парсек. Приклад їх скупчення Глады і Плеяди в сузір'ї Тельця. Розмір кульових скупчень із сильною концентрацією зірок до центра — десяток парсек. Відомо понад сто кульових і сотні розсіяних скупчень, але у Галактиці останніх має бути десятки тысяч.

Крім зірок у складі Галактики входить ще розсіяна матерія, надзвичайно розпорошеного речовина, що складається з міжзоряного газу та пилу. Воно утворює туманності. Туманності бувають диффузными (клоччастої форми) і планетарними. Світлі тому, що й висвітлюють сусідні зірки. Приклад: газопылевая туманність в сузір'ї Оріона і темна пилова туманність Конська голова.

До туманності в сузір'ї Оріона одно 500 пк, діаметр центральній частині туманності - 6 пк, маса приблизно 100 разів більше маси Солнца.

У Всесвіті нічого немає єдиного і неповторного тому, що немає такої тіла, такого явища, основні загальні властивості якого було б повторені й інші тілі, іншими явлениями.

6.

Заключение

.

Відкриття різноманітних процесів еволюції у різних системах і тілах, складових Всесвіт, дозволило вивчити закономірності космічної еволюції з урахуванням спостережних даних, і теоретичних расчетов.

Як одну з найважливіших завдань розглядається визначення віку космічних об'єктів та його систем. Оскільки у більшості випадків важко вирішити, що слід вважати і розуміти під «моментом народження» тіла або системи, то тут для встановлення віку застосовують два параметра:

— час, протягом якого система вже у що спостерігається состоянии;

— повне тривалість життя даної системи від часу її появления.

Вочевидь, що друга характеристика може бути отримана тільки із теоретичних расчетов.

Зазвичай першу з висловлених величин називають віком, а другу — часом жизни.

Факт взаємного видалення галактик, складових метагалактики свідчить у тому, що час тому вона в якісно іншому безпечному стані й була плотной.

Найбільш ймовірне значення постійної Хаббла (коефіцієнта пропорційності, який зв’язує швидкості видалення позагалактичних об'єктів і відстань від перед тим що становить 60 км/сек — мегапарсек), наводить до значенням часу розширення метагалактики до сучасного стану 17 млрд. лет.

З усіх перелічених вище доказів з упевненістю зробити висновок: Всесвіт еволюціонує, бурхливі процеси відбувалися минулому, відбуваються нині й відбуватися в будущем.

Наші дні цілком обгрунтовано називають золотим століттям астрофізики — чудові і найчастіше несподівані відкриття світі зірок йдуть зараз одне одним. Сонячна система стала останнім часом предметом прямих експериментальних, Не тільки спостережних досліджень. Польоти міжпланетних космічних станцій, орбітальних лабораторій, експедиції на Місяць принесли багато нових конкретних знання Землі, навколоземному просторі, планетах, Сонце. Ми за доби разючих наукових відкриттів і великих звершень. Найнеймовірніші фантазії несподівано швидко реалізуються. З давніх-давен люди мріяли розгадати таємниці Галактик, розкиданих в безмежних теренах Всесвіту. Можна лише дивуватися, як швидко наука висуває різні гіпотези і відразу їх спростовує. Проте астрономія не на місці: з’являються нові шляхи спостереження, модернізуються старі. З винаходом радіотелескопів, наприклад, астрономи можуть «зазирнути» на відстані, які ще на 40-x. роках ХІХ століття здавалися недоступними. Але треба собі чітко уявити величезну величину цього шляху й ті колосальні труднощі, із якими ще доведеться зустрітися шляху до звездам.

Вивчення Всесвіту, хоча б відомої нам її частини є грандіозної завданням. Щоб самому отримати факти, які мають сучасні вчені, знадобилися праці безлічі поколений.

Всесвіт нескінченна в часі та просторі. Кожна частинка Всесвіту має початок і поклала край, як у часі, і у просторі, однак уся Всесвіт нескінченна і вічна оскільки він є вічно саморушної материей.

Всесвіт — це все існуюче. Від дрібних порошин і атомів до величезних скупчень речовини зоряних світів і зоряних систем. Тому не буде помилкою сказати, будь-яка наука, однак, вивчає Всесвіт, точніше, ті чи інші її боку. Хімія вивчає світ молекул, фізика — світ атомів і елементарних частинок, біологія — явища живої природи. Але існує наукову дисципліну, об'єктом дослідження якій служить сама Всесвіт чи «Всесвіт як єдине ціле». Це окрема галузь астрономії так звана космологія. Космологія — вчення Всесвіт загалом, у тому числі у собі теорію всієї охопленій астрономічними спостереженнями области.

7.

Список литературы

.

1. Казютинский В. В. «Всесвіт, Астрономія, Філософія» — Москва:

«Знання», 1972.

2. Левітан С.П. «Астрономія» — Москва: «Просвітництво», 1994.

3. Комаров В. М. «Захоплююча астрономія» — Москва: «Наука», 1968.

4. Воронцов-Вельяминов Б.А. «Нариси Всесвіт» — Москва: «Наука»,.

1976.

5. Воронцов-Вельяминов Б.А. «Всесвіт» — Москва: «Державне видавництво технико-теоретической літератури», 1974.

6. Новиков І.Дз. «Еволюція Всесвіту» — Москва: «Наука», 1983.